军事/航空小型(SFF)解决方案对坚固性与宽温范围的要求限制了相关商业现货(COTS)主板可选范围。嵌入式主板必须能够经受得住海陆空各种环境的极端温度。主板也要足够坚固,要能够承受跑道着陆、崎岖地段行驶或作为野外作业便携设备等情况造成的震动。

要同时满足宽温、抗震以及体积、重量与功耗(SWaP)等方面的要求,Intel® Atom™处理器E3800产品系列受到了军事/航空主板制造商的瞩目与期待。 Intel的22nm技术与3D三栅极晶体管具备优异的热效率,有助于处理器在显著节能的同时可运作于各种嵌入式应用的温度限制条件。 处理器有单核至四核之分,功耗范围为3到10瓦, 工作温度范围则为-40º C至+85º C。

Intel Atom处理器E3800产品系列单芯片SoC设计将CPU与芯片组(图1)进行结合,将CPU、内存控制器、GPU、I/O接口、安全与媒体引擎——除电源外的所有需求囊括在内。这种整合降低了物料清单(BOM)成本,提升了每瓦计算性能。 

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1. 芯片合二为一,在降低BOM成本的同时提升了每瓦性能。

与前代相比,Intel Atom处理器E3800产品系列SoC的性能提升高达3倍,而耗电直降至20%,是低功耗小型应用的理想之选。 这些处理器具备宽温支持、BGA封装以及纠错码(ECC)内存支持等特点,可用于车辆火灾与武器控制等坚固应用以及便携装置。 改进后的电源管理能力可按毫瓦测量待机电源,从而将待机时间延长至数天。 

SoC包含Intel® HD Graphics 4000。这款一开始由第3代Intel® Core™处理器采用的Gen7 GPU含有专用执行单元以及固定功能和硬件解码引擎,这些组件能提升3D性能并提供硬件媒体加速以产生无缝视觉体验。 

SoC特别适合需要进行图像处理的应用。 其内置图像信号处理器让应用无需去开发自定义ASIC/FPGA。 SoC最多支持两个8MP的摄像机接口,并提供突发模式、连拍、微光降噪、视频去抖动等成像技术。 

SoC广泛整合了I/O接口(图2)。除了支持显示接口(嵌入式DisplayPort*、DisplayPort、HDMI与VGA),SoC还支持音频、多种存储类型以及传统嵌入式I/O的数字信号处理(DSP)。由于具备PCI Express Gen 2.0、Hi-Speed USB 2.0以及USB 3.0等工业标准高带宽接口,SoC也具有现成的扩展能力。 

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2. Intel® Atom™处理器E3800产品系列SoC提供广泛I/O。

安全是军事/航空应用的重中之重。 Intel Atom处理器E3800产品系列SoC具有用于硬件辅助数据加密解密的Intel®高级加密标准新指令(Intel® AES-NI); 也具有安全启动模式,启动安全模式后只允许在设备上运行可信任软件。 此外,SoC还具有Intel®虚拟化技术(Intel® VT-x),可提供虚拟工作量近乎本机的性能,从而提高可靠性、安全性并实现更为灵活的资源管理。

宽温COTS主板

使用这些SoC的其中一种COM Express模块为KontronCOMe-cBTi6R图3)。现货COM Express模块包含了所有计算元件,而所有应用的自定义过程则在随附载板内完成。这种分工能够重用载板设计同时换出处理器内存,从而实现新一代性能。

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3. Kontron COMe-cBTi6R    COMe-cBTi6R可搭载各种宽温Intel Atom处理器E3800产品系列SoC与焊接RAM,实现抗震功效。

COMe-cBTi6R最高可选用带ECC的4GB LPDDR3或者不带ECC的8GB LPDDR3,能够满足实时控制器或需要消耗大量内存的HMI的需求。它还支持快速关机,从最大程度降低关键应用受到系统篡改或数据篡改的风险。软件和应用数据可以存储在eMMC Flash上,也可以通过2个SATA接口进行存储。外围设备可以通过1x USB 3.0、1x USB OTG、8x USB 2.0或4x PCIe x1进行连接。

XPedite8152图4)是由Extreme Engineering Solutions(极端工程解决方案)推出的加固版COM Express模块,是COM Express®迷你型的扩展版(55 mm x 109 mm),能提供最多32GB的SLC NAND Flash以及4BG的DDR3 ECC SDRAM。XPedite8152配有一个双模显示接口、一个嵌入式显示接口、两个千兆以太网接口和三个SATA接口,支持加强版第10类引脚输出。XPedite8152具有支持内置测试(BIT)、真实配置和报废管理等功能,采用Class III PCB进行制造组装,并获得MIL-STD-810环境质量认证,适用于苛刻环境以及需要较长生命周期的应用。

 

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4. Extreme Engineering Solutions的XPedite8152

开发人员可为XPedite8152选用Wind River VxWorks和Linux板级支持包以及Microsoft Windows驱动程序。 COM支持Intel®固件支持包(FSP)所驱动的开源核心启动引导程序,从而实现急速启动,并极大简化系统安全性。 

在PCIe/104单板机设计方面,ADL Embedded Solutions推出了可选用Intel Atom处理器E3845或E3827(图5)的ADLE3800PC。该主板简直是为对体积、重量与功耗均有严格要求的加固版宽温智能系统量身打造的。其结温范围为-40C至+85C,特别适合需要运作于极端环境的民用、商用和国防移动自主系统。加固选项包括底部填充(包括BGA底部填充)、打线邦定和保形涂层。高温应用可选用两种散热片方案。

 

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5. ADL Embedded Solutions推出ADLE3800PC

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Kontron 是Intel®物联网解决方案联盟的Premier级会员。ADL Embedded SolutionsExtreme Engineering Solutions 为联盟General级会员。

Mark Scantlebury    流动记者(英特尔合约记者),英特尔®物联网解决方案联盟    Embedded Innovator杂志副主编